Perbandingan Kualitas Yogurt yang Dibuat dengan Kultur Dua dan

ISBN 978-602-73435-1-1
C-02
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
Perbandingan Kualitas Yogurt yang Dibuat dengan
Kultur Dua dan Tiga Bakteri
Agus Safari, Saadah D. Rachman, Dian S. Kamara, O. Suprijana, Sadiah Djajasoepena,
Roni Sutrisna, Safri Ishmayana*
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran
Jln. Raya Bandung-Sumedang km. 21 Jatinangor, Sumedang, Jawa Barat 45363
*Penulis koresponden: [email protected]
ABSTRAK
Pada proses pembuatan yogurt, terjadi konversi gula susu (laktosa) menjadi asam laktat melalui
proses fermentasi oleh bakteri asam laktat (BAL). Yogurt umumnya dibuat dengan menambahkan
kultur bakteri yang mengandung 2 jenis bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus bulgaricus (L.
bulgaricus) dan Streptococcus thermophilus (S. thermophillus). Pada penelitian ini dilakukan
penambahan BAL lain, yaitu Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus) untuk membandingkan
kualitas yogurt yang dihasilkan. Variasi perbandingan konsentrasi bakteri yang digunakan adalah
1:1, 1:4 dan 4:1 untuk kultur dua bakteri (L. bulgaricus : S. thermophilus) dan 1:1:1, 1:4:1 dan
4:1:1 untuk kultur tiga bakteri (L. bulgaricus : S. thermophilus : L. acidophilus). Susu murni di
pasteurisasi pada suhu 85°C selama 15 menit dan inkubasi dilakukan selama 8 dan 10 jam pada
suhu 42°C. Parameter yang diuji diantaranya adalah pH, kadar asam laktat, kadar protein dan
kadar laktosa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan L. acidophilus dengan
perbandingan (L. bulgaricus : S. thermophilus : L. acidophilus = 1:4:1) memberikan hasil terbaik
pada jam ke 10 dengan pH terendah sebesar 4,56, kadar asam laktat sebesar 1,12% (b/v), kadar
protein 0,30% (b/v) dan kadar laktosa 1,09% (b/v).
Kata Kunci: yogurt, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus
thermophillus
ABSTRACT
In yogurt manufacture process, lactose is converted to lactic acid through fermentation by lactic
acid bacteria (LAB). Yogurt is usually made by adding bacterial culture that contains two
bacteria, which are Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus) and Streptococcus thermophilis (S.
thermophilus). In the present study, we add one more bacteria, which is Lactobacilus acidophilus
(L. acidophilus) to compare the quality of the yogurts. The ratio of bacteria used in the present
study was 1:1, 1:4 and 4:1 for two bacterial culture (L. bulgaricus : S. thermophilus), and 1:1:1,
1:4:1, 4:1:1 for three bacterial culture (. bulgaricus : S. thermophilus : L. acidophilus). Cow milk
was pasteurized at 85°C for 15 minutes and incubated for 8 and 10 hours at 42°C. The
determined parameters were pH, lactic acid content, protein content and lactose content. The
results of the present study showed that addition of L. acidophilus at 1:4:1 ratio (L. bulgaricus :
S. thermophilus : L. acidophilus) gave the best result at 10 h incubation with pH value of 4.56,
lactic acid content of 1.12% (w/v), protein content of 0.30% (w/v) and lactose content of 1.09%
(w/v).
Keywords: yogurt, riboflavin, high performance liquid chromatography, antibacterial compounds
I.
PENDAHULUAN
Pada proses fermentasi yogurt dapat digunakan kultur tunggal atau campuran dari bakteri asam laktat
(BAL). Rajagopal & Sandine (1988) mempelajari simbiosis dua kultur bakteri asam laktat yang sering
digunakan pada proses fermentasi yogurt, yaitu Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus.
Mereka menemukan bahwa L. bulgaricus menghasilkan asam-asam amino untuk pertumbuhan S.
thermophillus, sedangkan S. thermophillus menghasilkan asam formiat yang digunakan untuk pertumbuhan
L. bulgaricus.
95
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence
ISBN 978-602-73435-1-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa bakteri probiotik dapat bertahan hidup dalam saluran
pencernaan setelah dikonsumsi. Sayangnya, meskipun L. bulgaricus dan S. thermophilus termasuk bakteri
probiotik, namun kedua bakteri ini tidak dapat lolos dari berbagai kondisi dalam saluran pencernaan sehingga
tidak dapat mencapai usus dalam keadaan masih hidup (Ray, 2001). Menurut Goldin et al. (1992) L.
bulgaricus tidak dapat bertahan dalam usus namun dapat bertahan sekitar tiga jam setelah masuk ke dalam
usus bersama yogurt yang diminum. Sedangkan S. thermophilus sama sekali tidak tahan hidup dalam usus
manusia.
Oleh karena itu, untuk menambah efek fungsional bagi kesehatan, produk-produk yogurt biasanya
ditambahkan dengan L. acidophilus dan Bifidobacterium bifidum atau salah satu dari kedua bakteri tersebut.
Kedua bakteri ini merupakan bakteri probiotik yang memiliki sifat lebih baik (Tannock, 1997; Gomes &
Malcata, 1999).
Kualitas yogurt yang baik umumnya dilihat dari kadar laktosa yang rendah karena telah diubah menjadi
asam laktat, sehingga nilai pH yogurt menjadi rendah pula. Untuk mendapatkan kualitas yogurt yang baik,
sangat tergantung pada kultur starter yang digunakan untuk membuat yogurt.
Pada penelitian kali ini, dilakukan penambahan bakteri L. acidophilus pada kultur starter dua bakteri
untuk menentukan pengaruhnya terhadap kualitas yogurt yang dihasilkan.
II.
METODE PENELITIAN
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah inkubator, spektrofotometer Jenway 6350, sentrifugasi,
laminar flow cabinet (Forma Scientific), mikroskop (Nikon), pH meter (Mettler Toledo MP220), termometer,
dan alat-alat gelas yang umum digunakan di laboratorium
Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan antara lain adalah susu skim, susu murni, air suling, natrium hidroksida, asam
sulfat, fenolftalein, glukosa, laktosa, bovine serum albumin (BSA), tembaga sulfat pentahidrat, nutrient broth,
pereaksi Folin-Ciocalteu, pereaksi fosfomolibdat, kultur bakteri L. bulgaricus, S. thermophilus dan L.
acidophilus.
Pembuatan kultur starter tunggal
Ke dalam 5 mL susu skim yang telah dipasteurisasi dalam tiga botol vial steril dimasukkan masingmasing satu ose L. bulgaricus pada botol vial pertama, S. thermophilis pada botol vial kedua dan L.
acidophilus pada botol vial ketiga. Ketiga botol ini kemudian diinkubasi pada suhu 37°C selama 24 jam. Susu
hasil fermentasi tersebut kemudian dipindahkan ke dalam 50 mL susu murni yang telah dipasterisasi pada
suhu 85°C selama 15 menit, kemudian diinkubasi pada suhu 37°C selama 24 jam. Susu hasil fermentasi
merupakan kultur yang siap digunakan. Jika tidak langsung digunakan dapat disimpan pada suhu 4°C.
Fermentasi susu
Susu murni yang akan difermentasi dipasteurisasi terlebih dahulu pada suhu 85°C selama 15 menit,
kemudian sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam enam labu Erlenmeyer 250 mL steril. Setelah itu ke dalam
labu Erlemeyer yang berbeda dimasukkan kultur starter dengan perbandingan volume kultur tunggal 1:1, 1:4
dan 4:1 untuk kultur dua bakteri (L. bulgaricus: S. thermophilus) dan 1:1:1, 1:4:1 dan 1:1:4 untuk kultur tiga
bakteri (L. bulgaricus: S. thermophilus: L. acidophilus). Campuran kemudian diinkubasi pada suhu 40°C.
Sampel diambil pada waktu inkubasi 8 dan 10 jam. Hasil fermentasi ini kemudian dianalisis untuk nilai pH,
kadar asam total, kadar protein dan kadar laktosa.
Pengukuran pH
Sampel produk yogurt yang dihasilkan diukur pH-nya dengan menggunakan pH meter.
Penentuan Kadar Asam
Sebanyak 10 mL yogurt dimasukkan ke dalam labu Erlenemeyer dan ditambahkan 2-3 tetes larutan
fenolftalein 1% sebagai indicator. Buret diisi dengan larutan natrium hidroksida 0,1 N. Larutan yogurt
kemudian dititrasi dengan menggunakan larutan NaOH sampai terjadi perubahan warna menjadi kemerahan.
96
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence
ISBN 978-602-73435-1-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
Penentuan kadar protein
Sebanyak 0,1 mL larutan standar BSA (0,00; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40 dan 0,50 mg/mL) atau sampel
yang akan ditentukan kadar proteinnya dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan sebanya
5 mL pereaksi Lowry C (50 mL 2% natrium karbonat dalam 0,1 N natrium hidroksida : 1 mL 0,5% tembaga
sulfat pentahidrat dalam 1% natrium tartrat) dan didiamkan selama 10 menit. Sebanyak 0,5 mL larutan FolinCiocalteu kemudian ditambahkan, dikocok dan didiamkan selama 30 menit. Serapan diukur pada panjang
gelombang 750 nm dengan menggunakan spektrofotometer.
Penentuan kadar laktosa
Sebanyak1 mL sampel dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL, lalu ditambahkan dengan 2 mL larutan
natrium tungstat dan 2 mL asam sulfat 0,3 M sambil dikocok perlahan. Kemudian ditambahkan air suling
sampai tanda batas dan dibiarkan selama 5 menit lalu disentrifugasi. Supernatant yang diperoleh diambil
sebanyak 1 mL kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambah dengan 1 mL air suling.
Selanjutnya ke dalam tabung reaksi tersebut ditambahkan pereaksi tembaga alkalis dan dipanaskan pada
penangas air selama 8 menit lalu didinginkan dan ditambah dengan 4 mL larutan fosfomolibdat sambil
dikocok. Setelah itu, larutan dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL dan diencerkan dengan larutan
fosfomolibdat encer (1:4). Serapan kemudian diukur pada panjang gelombang 630 nm dengan menggunakan
spektrofotometer.
Larutan standar laktosa dibuat dengan menimbang 1 g laktosa lalu dilarutkan dalam labu ukur 100 mL
dengan larutan asam benzoat 0,2% b/v. Sebanyak 3 mL larutan kemudian diambil dan dimasukkan ke dalam
labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan menggunakan larutan asam benzoat 0,2%. Larutan standar tersebut
kemudian diambil sebanyak 1 mL dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan air suling.
Langkah kerja berikutnya sama dengan langkah kerja yang dijelaskan sebelumnya. Untuk blanko digunakan
air suling sebnayak 2 mL dan ditambahkan dengan reagen yang sama.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis kualitas susu skim dan susu murni
Kultur starter dibuat dengan menggunakan susu skim sebagai media pertumbuhan BAL, sedangkan
pada pembuatan yogurt digunakan susu murni. Untuk mengetahui kualitas bahan baku pada proses
pembuatan yogurt, maka dilakukan analisis kualitas susu skim dan susu murni yang mencakup nilai pH,
kadar protein dan kadar laktosa. Hasil analisis susu skim dan susu murni disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Nilai pH, kadar protein, dan kadar laktosa susu skim 10% (b/v) dan susu murni
Kadar Protein
Kadar Laktosa
Jenis susu
pH
(%b/v)
(%b/v)
Skim
8,32
0,76
7,21
Murni
8,22
0,79
7,94
Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa susu skim memiliki kadar protein dan kadar laktosa yang lebih
rendah dan memiliki nilai pH yang lebih tinggi dari pada susu murni. Kadar protein dan kadar laktosa
menunjukkan kandungan padatan yang terdapat dalam susu. Dalam hal ini, kedua jenis susu termasuk jenus
susu dengan kandungan padatan yang rendah. Hal ini memengaruhi tekstur yang dihasilkan karena terjadinya
pemisahan padatan akibat adanya asam laktat.
Analisis pH
Menurut Tamime & Robinson (1999) dan Askar & Sugiarto (2005) produk yogurt yang baik memiliki
pH diantara 3,8-4,6. Pada penelitian ini nilai pH diukur pada dua waktu inkubasi yang berbeda, yaitu pada 8
dan 10 jam. Hasil pengukuran pH disajikan pada Tabel 2.
97
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence
ISBN 978-602-73435-1-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
Tabel 2 Nilai pH yogurt dengan variasi perbandingan antara kultur starter campuran dua bakteri (L.
bulgaricus:S. thermophilus) dan tiga bakteri (L. bulgaricus:S. thermophilus:L. acidophilus) pada
dua waktu inkubasi 8 dan 10 jam.
Perbandingan kultur starter
(Lb:St) atau (Lb:St:La)
1:1
8 jam
4,89
pH
10 jam
4,71
1:4
5,01
4,86
4:1
4,88
4,73
1:1:1
5,17
4,66
1:4:1
5,33
4,56
4:1:1
4,73
4,72
Data pada Tabel 2 menunjukkan bahwa pada waktu inkubasi 8 jam, nilai pH yogurt yang menggunakan
kultur L. bulgaricus lebih banyak (4:1 = Lb:St dan 4:1:1 = Lb:St:La) memiliki nilai pH yang relatif lebih
rendah. Hal ini menunjukkan bahwa sampai waktu inkubasi 8 jam, L. bulgaricus lebih aktif menghasilkan
asam laktat. Sedangkan pada waktu inkubasi 10 jam pH yogurt yang difermentasi dengan menggunakan tiga
kultur bakteri memiliki pH yang lebih rendah dibandingkan yogurt dengan kultur dua bakteri. Hal ini
menunjukkan bahwa L. acidophilus menjadi lebih aktif setelah 8 jam inkubasi, pH terendah diperoleh pada
yogurt dengan kultur tiga bakteri dengan perbandingan kultur starter 1:4:1 (Lb:St:La).
Kadar Asam Laktat
Kadar asam laktat ditentukan dengan metode titrasi asam basa menggunakan indikator fenolftalein.
Hasil penentuan kadar asam laktat disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Kadar asam laktat yogurt dengan variasi perbandingan kultur starter campuran dua bakteri (L.
bulgaricus:S. thermophilus) dan tiga bakteri (L. bulgaricus:S. thermophilus:L. acidophilus) pada
dua waktu inkubasi 8 dan 10 jam.
Perbandingan kultur starter
(Lb:St) atau (Lb:St:La)
1:1
Kadar Asam Laktat (%b/v)
8 jam
10 jam
0,84
0,98
1:4
0,77
0,96
4:1
0,85
1,06
1:1:1
0,71
1,11
1:4:1
0,68
1,12
4:1:1
0,95
1,07
Data pada Tabel 3 menunjukkan hasil sesuai dengan analisis nilai pH. Pada perbandingan 4:1:1
(Lb:St:La) pada waktu inkubasi 8 jam menunjukkan pH terendah dan kadar asam laktat tertinggi. Sedangkan
pada waktu inkubasi 10 jam, nilai pH terendah ditunjukkan pada perbandingan 1:4:1 (Lb:St:La), sesuai
dengan kadar asam laktat tertinggi yaitu sebesar 1,12% (b/v). Secara umum, data nilai pH sesuai dengan
kadar asam lakat, semakin rendah pH maka kadar asam laktat semakin tinggi.
Pada waktu inkubasi 10 jam, tampak jelas bahwa L. acidophilus memiliki peranan penting dalam
meningkatkan kadar asam laktat. Hal ini ditunjukkan dengan kadar asam laktat yang lebih tinggi pada yogurt
dengan kultur starter tiga bakteri.
Kadar Protein
Kadar protein sampel ditentukan dengan menggunakan metode Lowry et al. (1951), dan hasil analisis
kadar protein ditampilkan pada Tabel 4. Dari data pada Tabel 4, dapat dilihat bahwa pada waktu inkubasi 8
jam, yogurt yang dibuat dengan dua kultur starter memilki kadar protein yang relatif lebih rendah
98
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence
ISBN 978-602-73435-1-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
dibandingkan produk yogurt yang dibuat dengan tiga kultur starter. Jika dibandingkan secara keseluruhan,
tidak terlihat adanya perbedaan yang berarti antara satu sampel dengan yang lainnya. Hasil pengukuran kadar
protein menunjukkan penambahan L. acidophilus tidak terlalu memberikan pengaruh terhadap kadar protein
yogurt yang dihasilkan.
Tabel 4 Kadar protein yogurt dengan variasi perbandingan kultur starter campuran dua bakteri (L.
bulgaricus:S. thermophilus) dan tiga bakteri (L. bulgaricus:S. thermophilus:L. acidophilus) pada
dua waktu inkubasi 8 dan 10 jam.
Perbandingan kultur starter
(Lb:St) atau (Lb:St:La)
1:1
Kadar protein (%b/v)
8 jam
10 jam
0,24
0,29
1:4
0,28
0,30
4:1
0,26
0,32
1:1:1
0,27
0,25
1:4:1
0,29
0,30
4:1:1
0,30
0,25
Kadar Laktosa
Kadar laktosa ditentukan dengan mengukur kadar gula pereduksi dalam sampel menggunakan metode
Somogyi-Nelson (Somogyi 1951; Nelson 1944). Hasil pengukuran kadar laktosa disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Kadar laktosa yogurt dengan variasi perbandingan kultur starter campuran dua bakteri (L.
bulgaricus:S. thermophilus) dan tiga bakteri (L. bulgaricus:S. thermophilus:L. acidophilus) pada
dua waktu inkubasi 8 dan 10 jam.
Perbandingan kultur starter
(Lb:St) atau (Lb:St:La)
1:1
Kadar laktosa (%b/v)
8 jam
10 jam
2,10
1,55
1:4
3,09
1,92
4:1
3,83
3,19
1:1:1
2,26
1,30
1:4:1
2,72
1,09
4:1:1
2,87
1,39
Data pada Tabel 5 menunjukkan bahwa penambahan L. acidophilus mempengaruhi kadar laktosa pada
produk yogurt. Produk yogurt yang menggunakan L. acidophilus memiliki nilai kadar laktosa yang relatif
lebih rendah, yang menunjukkan bahwa L. acidophilus pada kultur bakteri yang digunakan meningkatkan
kemampuan kultur untuk mengonversi laktosa menjadi asam laktat. Hasil ini sesuai dengan hasil pengukuran
kadar asam laktat, dimana yoghut yang ditambahkan dengan L. acidophilus memiliki kadar asam laktat yang
relatif lebih tinggi dibandingkan dengan yogurt tanpa penambahan L. acidophilus.
IV. KESIMPULAN
Pada waktu inkubasi 10 jam, penambahan L. acidophilus memberikan pengaruh yang teramati dalam
hal pH, kadar asam laktat, kadar protein dan kadar laktosa. Hasil terbaik ditunjukkan dengan menggunakan
kultur starter dengan perbandingan 1:4:1 (L. bulgaricus : S. thermophilus : L. acidophilus) dengan nilai pH,
kadar asam laktat, kadar protein dan kadar laktosa masing-masing sebesar 4,56; 1,12% (b/v); 0,30% (b/v) dan
1,09% (b/v).
99
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence
ISBN 978-602-73435-1-1
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA
DAN PEMBELAJARAN KIMIA UNPAD | 2016
V. UCAPAN TERIMA KASIH
Kami mengucapkan terima kasih kepada U. Juharia dan Maman Tardi sebagai teknisi Laboratorium
Biokimia FMIPA Unpad yang telah membantu terlaksananya penelitan ini.
VI. DAFTAR PUSTAKA
Askar, S. & Sugiarto. 2005. Uji kimiawi dan organoleptik sebagai uji mutu yogurt. Prosiding Temu Teknis
Nasional Tenaga Fungsional Pertanian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Peternakan. Bogor,
13-14 September 2005. 108-113.
Goldin, B.R., Gorbach, S.L., Saxelin, M., Barakat, S., Gualtieri, L. & Salminen, S. 1992. Survival of
Lactobacillus species (strain GG) in human gastrointestinal tract. Digestive Diseases and Sciences.
37(1): 121-128.
Gomes, A.M.P. & Malcata, F.X. 1999. Bifidobacterium spp. and Lactobacillus acidophilus: biological,
technological and therapeutical properties relevant for use as probiotics. Trends in Food Science
and Technology. 10: 139-157.
Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L. & Randall, R.J. 1951. Protein Measurement with the Folin phenol
reagent. Journal of Biological Chemistry. 193: 25-275.
Nelson, N. 1944. A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. Journal
of Biological Chemistry. 153: 375-380.
Rajagopal, S.N. & Sandine, W.E. 1988. Associative growth and proteolysis of Streptococcus thermophillus
and Lactobacillus bulgaricus in skim milk. Journal of Dairy Science. 73: 894 – 899.
Ray, B.R. 2001. Fundamental food microbiology. 2nd ed. CRC Press, London.
Somogyi, M. 1952. Notes on sugar determination. Journal of Biological Chemistry. 195: 19–23
Tamine, A.Y. & Robinson, R.K. 1999. Yogurt: Science and Technology. 2nd ed. CRC Press: New York.
Tannock, G.W. 1997. Probiotic properties of lactic acid bacteria: plenty of scope for fundamental R&D.
Trends in Biotechnology. 15: 270-274.
100
v |The Development Of Chemistry
vi To Improve National Competence